陀螺仪记录转移自然头位系统的建立及其精度检测

？目的：基于陀螺仪、三维手术设计软件建立自然头位（natureheadposition,nhp）记录及转移系统，在手术设计软件中将“数字头颅”重置于自然头位，评估该系统的可行性和精确度。方法：基于陀螺仪和三维编辑软件建立自然头位记录及转移系统。（1）通过牙合叉、面弓等装置将陀螺仪与患者头部固联。患者佩戴陀螺仪装置，通过镜像调整头颅位姿到自然头位后，用陀螺仪记录即刻头颅的俯仰角（pitch）、横滚角(roll)和侧偏角(yaw)，这是实际nhp。（2）当陀螺仪位姿为零位时(pitch=0°,roll=0°,yaw=0°)，进行锥体束ct扫描,三维重建后得到标准陀螺仪模型。（3）将患者数字头颅与标准陀螺仪模型配准融合，两物体共同旋转至记录的nhp位姿（pitch、roll，yaw），数字头颅在虚拟环境下重置于nhp，是为虚拟nhp。（4）采用标准立方体作为试件，将其摆放于任意位姿，分别记录其实际位姿和虚拟位姿，进行30次实验，计算实际位姿与虚拟位姿的差异（δpitch，δroll，δyaw），如符合正态分布，对实际位姿与虚拟位姿的3个角度分别进行配对t检验，对它们的相关性进行pearson检验。结果：陀螺仪装置能够记录患者头颅位姿，并可通过软件将该位姿转移至手术设计系统。δpitch＝0.03°±0.28°,δroll=0.03°±0.23°,δyaw=0.07°±0.49°，立方体实际位姿与转换后虚拟位姿相应角度差异均无统计学意义（p>0.05）；pearson检验得到两者在α=0.01水平（双向）显著相关（r=1.00）。结论：基于陀螺仪装置和三维手术设计软件的自然头位记录、转移系统精度满足正颌外科手术设计需求，操作流程具备可行性。